一种多通道光谱共焦测量系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种多通道光谱共焦测量系统，采用模块化设计，将整个系统分划分为光谱共焦探头、光纤转接卡模块和控制器模块三个模块；其中，光谱共焦探头可以为多个，光纤转接卡模块中可以含有多个光纤转接卡，且一个光谱共焦探头对应与一个光纤转接卡连接。上述三个模块中所含有的各个部件皆可独立进行替换，当其中任意一个部件出现故障需要更换时，仅需要对出现故障的部件进行更换，并重新标定，不需要对整个系统进行更换，因此本实施例所公开的光谱共焦测量系统，大大提高了系统的可互换性和可维护性，降低了维护成本。

【技术实现步骤摘要】
一种多通道光谱共焦测量系统
本技术涉及高精度测量
，尤其涉及的是一种多通道光谱共焦测量系统及其测量方法。
技术介绍
非接触式的光谱共焦测量技术是一种高精度的新型测量技术。由于光谱共焦测量技术测量精度高，速度快，实时性高，能适用于不同的环境，其迅速成为当前研究的热点。传统的多通道光谱共焦测量系统在使用时，当整个系统的一个部分出现问题，则需要对整个系统进行更换，并重新标定，导致在实际使用中的维护成本较高，并且耗费时间，因此给用户的使用带来诸多不便。因此，现有技术有待于进一步的改进。
技术实现思路
鉴于上述现有技术中的不足之处，本技术提供了一种多通道光谱共焦测量系统及其测量方法，克服了现有技术中的光谱共焦测量系统在某个部件出现故障时，需要整体更换，导致维护成本高且更换部件耗时较长的问题。本实施例提供了一种多通道光谱共焦测量系统，其中，包括：至少一个光谱共焦探头和系统集成机箱；所述光谱共焦探头包括色散镜头和第一光纤连接端口；所述系统集成机箱包括光纤转接卡模块和控制器模块；所述光纤转接卡模块包括若干个光纤转接卡；所述光纤转接卡包括光纤转接板卡、设置在所述光纤转接板卡上的第二光纤连接端口、第三光纤连接端口、宽光谱光源和分光器；所述控制器模块包括线光谱仪、光纤集束器和数据通信接口；所述光纤集束器设置在所述线光谱仪的前端面；所述分光器与所述光纤集束器之间设置有第三光纤连接端口；所述第一光纤连接端口、第二光纤连接端口、分光器、第三光纤连接端口与线光谱仪之间均连接有光纤连接线；所述宽光谱光源发出的光束传入所述色散镜头，经所述色散镜头色散后聚焦到被测样品上；所述被测样品表面反射的光线经所述色散镜头后进入光纤连接线，由光纤连接线依次经过所述第一光纤连接端口、第二光纤连接端口、分光器、第三光纤连接端口、光纤集束器、输入到所述线光谱仪；所述线光谱仪获取所述光纤集束器内各个光纤连接线输出光线的光信号，并将获取的所述光信号转化成电信号，并通过所述数据通信接口传输至处理器，使所述处理器根据所述电信号得到被测量物体的位置信息。可选的，所述第一光纤连接端口包括第一光纤连接座、设置在所述第一光纤连接座上的第一光纤连接器、第二光纤连接器和第一光纤转接器，所述第一光纤连接器和第二光纤连接器对称贴合设置在所述第一光纤转接器两侧.可选的，所述色散镜头的光轴与所述第一光纤连接端口内光纤连接线出光端面之间呈预设第一角度和/或所述光纤连接座与所述色散镜头的光轴之间呈预设第二角度，且所述出光端面的中心点在所述色散镜头的光轴上。可选的，所述光纤转接板卡上设置有用于存储所述光谱共焦探头的背景噪声数据和校准数据的存储器；所述控制器模块还设置有微处理器；所述微处理器获取所述存储器中存储的所述光谱共焦探头的背景噪声数据和校准数据，并将所述光谱共焦探头的背景噪声数据和校准数据传输至所述处理器，以使得所述处理器根据获取的所述背景噪声数据和校准数据对所述色散镜头的参数进行校准和对测量结果进行校对。可选的，所述光纤转接卡上设置有电气连接器；所述控制器模块还设置有与所述微处理器相连接的总线转接板；各个所述光纤转接卡的电气连接器通过所述总线转接板连接到所述微处理；所述微处理器通过所述电气连接器获取各个光纤转接卡上存储器存储的光谱共焦探头的背景噪声数据、校准数据和各个光纤转接卡运行状态信息，并将所述背景噪声数据、校准数据和运行状态信息传输至所述处理器。可选的，所述控制器模块还设置有多个用于与外界设备建立连接的外部设备I/O接口。可选的，所述宽光谱光源为LED光源；所述光纤转接卡上设置有LED驱动电路，所述LED驱动电路与所述LED光源相连接，用于控制所述LED光源发光。可选的，所述LED光源的侧边设置有散热片，用于为LED光源散热。可选的，所述系统集成机箱还设置有机箱；所述机箱上设置有与所述光纤转接卡相对应的卡槽、与数据通信接口对应的插口、与所述外部设备I/O接口相对应的插口。与现有技术相比，本技术实施例具有以下优点：根据本技术实施方式提供的系统，采用模块化设计，将整个系统分划分为光谱共焦探头、光纤转接卡模块和控制器模块三个部分；其中，光谱共焦探头可以为多个，光纤转接卡模块中可以含有多个光纤转接卡，且一个光谱共焦探头对应与一个光纤转接卡连接。上述三个部分中所含有的各个部件皆可独立进行替换，当其中任意一个部件出现故障需要更换时，仅需要对出现故障的部件进行更换，并重新标定，不需要对整个系统进行更换，因此本实施例所公开的光谱共焦测量系统，大大提高了系统的可互换性和可维护性，降低了维护成本。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术实施例中一种多通道光谱共焦测量系统的结构示意图；图2是本技术实施例中光谱共焦探头的结构示意图；图3a是本技术实施例中第一光纤连接端口第一实现方式的结构示意图；图3b是本技术实施例中第一光纤连接端口第二实现方式的结构示意图；图3c是本技术实施例中第一光纤连接端口第三是实现方式的结构示意图；图4是本技术实施例中光纤转接卡模块的结构示意图；图5是本技术实施例中光纤转接卡模块上光束传播示意图；图6是本技术实施例中控制器模型的结构示意图；图7是本技术实施例中第三光纤连接端口与光纤集束器之间的连接关系示意图；图8a是本技术实施例中测量系统未消背景噪声的接收光谱曲线；图8b是本技术实施例中测量系统处于离焦状态的背景噪声；图8c是本技术实施例中测量系统消除背景噪声后接收的光曲线；图9是本技术实施例中多通道光谱共焦测量系统的整体外观结构示意图；图10是本技术实施例中机箱正面结构示意图；图11是本技术实施例中机箱背面结构示意图；图12是本技术实施例中所述测量方法的步骤流程图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本技术，并不用于限定本技术。本实施例提供了一种多通道光谱共焦测量系统，结合图1所示，包括：至少一个光谱共焦探头和系统集成机箱；所述系统集成机箱包括光纤转接卡模块和控制器模块；所述光纤转接卡模块包括若干个光纤转接卡，且一个光谱共焦探头与一个光纤转接卡通过光纤连接线相连接。所述光谱共焦探头包括色散镜头和第一光纤连接端口；所述第一光纤连接端口用于接入光纤连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多通道光谱共焦测量系统，其特征在于，包括：至少一个光谱共焦探头和系统集成机箱；/n所述光谱共焦探头包括色散镜头和第一光纤连接端口；/n所述系统集成机箱包括光纤转接卡模块和控制器模块；/n所述光纤转接卡模块包括若干个光纤转接卡；/n所述光纤转接卡包括光纤转接板卡、设置在所述光纤转接板卡上的第二光纤连接端口、宽光谱光源和分光器；/n所述控制器模块包括线光谱仪、光纤集束器和数据通信接口；/n所述光纤集束器设置在所述线光谱仪的前端面；所述分光器与所述光纤集束器之间设置有第三光纤连接端口；/n所述第一光纤连接端口、第二光纤连接端口、分光器、第三光纤连接端口与线光谱仪之间均连接有光纤连接线；/n所述宽光谱光源发出的光束传入所述色散镜头，经所述色散镜头色散后聚焦到被测样品上；所述被测样品表面反射的光线经所述色散镜头后进入光纤连接线，由光纤连接线依次经过所述第一光纤连接端口、第二光纤连接端口、分光器、第三光纤连接端口、光纤集束器、输入到所述线光谱仪；/n所述线光谱仪获取所述光纤集束器内各个光纤连接线输出光线的光信号，并将获取的所述光信号转化成电信号，并通过所述数据通信接口传输至处理器，以使得所述处理器根据所述电信号得到被测量物体的位置信息。/n...

【技术特征摘要】
1.一种多通道光谱共焦测量系统，其特征在于，包括：至少一个光谱共焦探头和系统集成机箱；
所述光谱共焦探头包括色散镜头和第一光纤连接端口；
所述系统集成机箱包括光纤转接卡模块和控制器模块；
所述光纤转接卡模块包括若干个光纤转接卡；
所述光纤转接卡包括光纤转接板卡、设置在所述光纤转接板卡上的第二光纤连接端口、宽光谱光源和分光器；
所述控制器模块包括线光谱仪、光纤集束器和数据通信接口；
所述光纤集束器设置在所述线光谱仪的前端面；所述分光器与所述光纤集束器之间设置有第三光纤连接端口；
所述第一光纤连接端口、第二光纤连接端口、分光器、第三光纤连接端口与线光谱仪之间均连接有光纤连接线；
所述宽光谱光源发出的光束传入所述色散镜头，经所述色散镜头色散后聚焦到被测样品上；所述被测样品表面反射的光线经所述色散镜头后进入光纤连接线，由光纤连接线依次经过所述第一光纤连接端口、第二光纤连接端口、分光器、第三光纤连接端口、光纤集束器、输入到所述线光谱仪；
所述线光谱仪获取所述光纤集束器内各个光纤连接线输出光线的光信号，并将获取的所述光信号转化成电信号，并通过所述数据通信接口传输至处理器，以使得所述处理器根据所述电信号得到被测量物体的位置信息。


2.根据权利要求1所述的多通道光谱共焦测量系统，其特征在于，所述第一光纤连接端口包括第一光纤连接座、设置在所述第一光纤连接座上的第一光纤连接器、第二光纤连接器和第一光纤转接器，所述第一光纤连接器和第二光纤连接器对称贴合设置在所述第一光纤转接器两侧。


3.根据权利要求2所述的多通道光谱共焦测量系统，其特征在于，所述色散镜头的光轴与所述第一光纤连接端口内光纤连接线出光端面之间呈预设第一角度和/或所述光纤连接座与所述色散镜头的光轴之间呈预设第二角度，且所述出光端面的中心点在所述色散镜头的光轴上。

【专利技术属性】
技术研发人员：黄凯，王国安，郑泽鹏，黄碧华，周飞，吴伟锋，孙久春，
申请(专利权)人：海伯森技术深圳有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44